Question

如圖所示，工人將重為240N的物體勻速提起，在2s內(nèi)繩端上升了3m，若此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)繩重和摩擦．求
（1）拉力所做的有用功是多少？
（2）拉力是多少？拉力的功率是多少？
（3）若將540N的物體勻速提高1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少？

Answer 1

分析：由圖可知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，則s=3h．
（1）求出提升物體的高度，知道物重大小，利用W_有用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；
（2）知道滑輪組的機(jī)械效率，利用η=

W有用

W總

求出總功；
（3）求出了總功，知道繩的自由端移動(dòng)的距離，利用W_總=Fs求出拉力大小，而F=

1

3

（G_物+G_動(dòng)），可求動(dòng)滑輪重；
再利用F′=

1

3

（G′+G_動(dòng)）求提升540N物體的拉力，根據(jù)η=

W有用

W總

=

Gh

Fs

=

Gh

F×3h

=

G

3F

求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率．

解答：解：
（1）由圖知，n=3，
∵s=3h，s=3m，
∴h=

1

3

s=

1

3

×3m=1m，
使用滑輪組做的有用功：
W_有用=Gh=240N×1m=240J；
∵η=

W有用

W總

，
∴使用滑輪組做的總功：
W_總=

W有用

η

=

240J

80%

=300J；
∵W_總=Fs，
∴F=

W總

s

=

300J

3m

=100N，
∵不計(jì)繩重和摩擦，拉力F=

1

3

（G_物+G_輪），
即：100N=

1

3

（240N+G_輪），
∴G_輪=3×100N-240N=60N，
當(dāng)提升540N物體時(shí)，拉力：
F′=

1

3

（G_物′+G_輪）=

1

3

（540N+60N）=200N，
此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率：
η=

W有用

W總

×100%=

G物h

F′s

×100%=

G物h

F′×3h

×100%=

G物

3F′

×100%=

540N

3×200N

×100%=90%．
答：（1）拉力所做的有用功是240J；
（2）拉力是100N；拉力的功率是150W；
（3）若將540N的物體勻速提高1m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是90%．

點(diǎn)評：本題考查了使用滑輪組拉力的計(jì)算、功的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算，利用好不計(jì)繩重和摩擦?xí)r拉力和物重的關(guān)系[F=

1

n

（G_輪+G_物）]是本題的關(guān)鍵．